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所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳限等。
钢与铂复合，镍与铂复合，硬铝与铝复合作耐蚀材料或耐磨材料，用于化工设备及仪表零件，以及其他结构材料。还有一种热双金属，是由高线胀系数的主动层（如黄铜、铍青铜、镍铬铜、铁镍铬合金等）及低线胀系数的被动层组成的，用于自动轮装置及温度控制仪表等。复合强化材料是纤维呈规则几何排列并与金属（合金）或陶瓷材料（作为基底）很好地结合，可达到很高的强度。如钨纤维强化钨基合金材料，用于制造火箭喷嘴。硅纤维强化硅复合材料，用于宇宙飞船的结构材料等。
废金属作为一种再生资源，在矿产资源日益紧缺的背景下，地位日渐突出。回收1t废钢铁可炼得好钢0.9t，与用矿石冶炼相比，可节约成本47%，同时还可减少空气污染、水污染和固体废弃物。
许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。金属材料疲劳断裂的特点是:载荷应力是交变的；载荷的作用时间较长；断裂是瞬时发生的；无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。所以，疲劳断裂是工程上常见、危险的断裂形式。金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种: